（最新版）广东技术师范学院-毕业设计论文(3)

（5）支持并行和串行接口，串行方式可以简化与其他模块的连接。

（6）支持MP3播放功能，无需外围辅助器件，主控MCU将MP3数据依次送入LD3320芯片内部就可以从芯片的相应PIN输出声音。产品设计可以选择从立体声的耳机或者单MPEG 2.5 layer 3等格式。

（7）工作供电为3. 3V，如果用于便携式系统，使用3节AA电池就可以满足供电需要。

3.2.2 电路说明

图4 内部电路的简单逻辑图 （1）电压要求：

VDD 数字电路用电源输入 3. 0 V - 3. 3 V

VDDIO 数字10电路用电源输入 1. 65 V - VDD VDDA 模拟电路用电源输入 3. 0 V - 4. 0 V 芯片管脚输入电压范围：高电压（逻辑“1”）：0. 7；lcVDDIO'VDDIO 低电压（逻辑“0”）：0'0. 3~VDDIO （2）时钟(Clock)

芯片必须连接外部时钟，可接受的频率范围是4-48MHz；而芯片内部还有PLL频率合成器，可产生特定的频率供内部模块使用。 （3）复位

对芯片的复位信号（RSTB：1：）必须在VDDVDDAVDDIO都稳定后进行。无论芯片正在进行何种运算，复位信号都可以使它恢复初始状态，并使各寄存器复位。如果没有后续的指令（对寄存器的设置），复位后芯片将进入休眠状态。此后，一个CSB：1：信号就可以重新激活芯片进入工作状态。 （4）并行接口

本芯片可通过并行方式和外部主CPU连接，此时使用8根数据线（PO-P7），4个控制信号（WRB#，RDB#，CS冰，AO），以及一个中断返回信号（INTB#）。 （5）串行接口

串行接口通过SPI协议和外部主CPU连接，首先要将MD接高电平，而将（SPIS：1：）接地。此时只使用4个管脚：片选（SCS冰）、SPI时钟(SDCK)、SPI输入(SDI)

和SPI输出(SDO)。 （6）寄存器

对芯片的设置和命令，包括传送数据和接受数据，都是通过对寄存器的操作来完成的。例如进行语音识别时，设置识别的关键词语列表，设定芯片的识别模式，谀别完成后获得识别结果都是通过读写寄存器来完成。播放声音时，就是将MP3格式的数据循环放入FIFO对应的寄存器。（识别结果是通过寄存器返回识别出的关键词语在关键词语列表中的排列序号Index数值，该Index数值是在设置关键词语列表时指定）。 （7）喇叭音量的外部控制

除了特定寄存器来控制音量以外，芯片外部的电路可以控制喇叭的音量增益。使用的是EPI、EP2、EP3对应的管脚。

3.2.3 管脚分布图

图5 管脚分布图

3.3 显示模块方案选择

单片机应用系统最常用的显示器是LED（发光二极管显示器）和LCD（液晶显示器）

[2]

。这两种显示器可显示数字、字符及系统的状态。它们的驱动电路简单、易于实现且

价格低廉，因此得到了广泛应用。现在就这两种显示模块进行分析，选择符合微波炉控制器的模块。

方案一：数码管LED显示模块

常用的LED显示器有LED状态显示器（俗称发光二极管）、LED七段显示器（俗称数码管）和LED十六段显示器。发光二极管可显示两种状态，用于系统状态显示；数码管用于数字显示；LED十六段显示器用于字符显示。无论是单个LED（发光二极管）还是LED七段码显示器（数码管），都不能显示字符（含汉字）及更为复杂的图形信息，这主要是因为它们没有足够的信息显示单位。所以，在一些要求显示图文的系统中，不适宜用LED显示模块。

方案二：液晶显示器LCD模块

LCD是一种被动显示器，具有功耗低，显示信息大，寿命长和搞干扰能力强等优点，它不仅省电，而且能显示大量的信息如文字、曲线、图形等，其显示界面较之数码

[4]

管有了质的提高，在低功耗的单片机系统中得到大量使用。随着液晶显示技术的发展，

LCD显示器的规格众多，其专用驱动芯片也相互配套，使LCD在控制和仪表系统中广泛应用提供了极大的方便。

本微波炉控制器系统要显示各种工作模式、微波炉火力档的设定、预约时间和工作时间等等图文复杂的信息，故选择液晶显示器作为显示模块。本系统采用的是内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64, 内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字，也可完成图形显示；低电压低功耗是其又一显著特点。[6]由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。

本系统中，液晶显示的工作方式是采用并行的工作方式。

3.4键盘模块选择

方案一：独立式按键结构

独立式按键是直接用IO口线构成的单个按键电路，其特点是每个按键单独占用一根IO口线，每个按键的工作不会影响其它IO口线的状态。独立式按键的典型应用如图3.1所示。图中按键输入均采用低电平有效，些外，上拉电阻保证了按键断开时，IO口线有确定的高电平。当IO口线内部有上拉电阻时，外电路可不接上拉电阻。

独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一根IO口线，因此，在按键较多时，IO口线浪费较大，不宜采用。[12]

方案二：矩阵式按键

单片机系统中，若使用按键较多时，通常采用矩阵式（也称行列式）键盘。矩阵式键盘由行线和列线组成，按键位于行、列线的交叉点上。

一个4*4的行、列结构可以构成一个含有16个按键的键盘，显然，在按键数量较

多时，矩阵式键盘较之独立式按键键盘要节省很多IO口。

矩阵式键盘中，行、列线分别连接到按键开关的两端，行线通过上拉电阻接到+5V上。当无按键按下时，行线处于高电平状态；当有键按下时，行、列线将导通，此时，行线电平将由与此行线相连的列线电平决定。这是识别按键是否按下的关键。然而，矩阵键盘中的行线、列线和多个键相连，各按键按下与否均影响该键所在行线和列线的电平，各按键间将相互影响，因此，必须将行线、列线信号配合起来作适当处理，才能确定闭合键的位置。[13]

矩阵式键盘大大节省了IO口线，比较适合微波炉控制系统的要求，为其它的模块省了很多IO口线，减小了整个系统的硬件开销。

3.5语音电路方案选择

方案一：蜂鸣器

蜂鸣器声音单一，无法实现一连串的语音播放，对一些要求比较高的系统来说，蜂鸣器不适合。本系统要求每次烹饪结束或者预约时间结束都要语音提示，所以本系统不采用蜂鸣器。

方案二：语音处理电路

在本设计中，提示音及语音播报功能都需要语音电路实现。本设计采用了ISD1730芯片实现语音处理功能，ISD1730属于华邦ISD公司2007 年新推出的单片优质语音录放电路，该芯片 提供多项新功能，包括内置专利的多信息管理系统，新信息提示（ vAlert ） , 双运作模式（独立 & 嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。芯片内部 包含有自动增益控制、麦克风前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器与内存等的全方位整合系统功能。

其特点为可录、放音十万次，存储内容可以断电保留一百年；两种控制方式，两种录音输入方式，两种放音输出方式；可处理多达 255 段信息；有丰富多样的工作状态提示；多种采样频率对应多种录放时间；通过音频放大器放大输出；音质好，电压范围宽，应用灵活，价廉物美。该电路可以在单片机的控制下实现按地址录、放音，并能检测到放音是否结束。根据设计需要，语音提示音播放伴有LED灯闪烁提示，直观方便。

ISD1730 的独立按键工作模式录放电路非常简单（见图6），而且功能强大。不仅有录、放功能，还有快进、擦除、音量控制、直通放音和复位等功能。这些功能仅仅通过按键就可完成。

VCCD?LEDC?0.1uC?R34.3kR?1KJP?12P14P2034VCC567891011121314VCCVCCDVSSD/LEDRDY/INT/RESET/FWDMISO/ERASEMOSI/RECSCLK/PLAY/SS/FTVSSAVCCAAnaInROSCMIC+/VOLMIC-AGCVSSP2AUDSP-VSSP1VCCPSP+4 HEADER282726P21P12252423P22P132221VCC201918171615100u470uR14.3kMK?C34.7uC10.1uC20.1uMICROPHONE2R24.3kC?R?82K4.7u语音电路LS?SPEAKER 图6 语音电路

3.6电源方案选择

方案一：开关电源

用开关稳压电源给整机供电，此方案能够完成本作品电流源的供电，但开关电源比较复杂，而且何种也比较大，制作不便，因而此方案难以实现。

方案二：LM7805三端稳压电源

单片机控制系统以及外围芯片供电采用LM7805三端稳压器件，通过桥式整流，然后进行滤波稳压。可提供5V直流给单片机，如下图7所示。

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